多軸激光加工的工藝流程及編程策略
激光多軸切割與其它多軸數(shù)控加工一樣，都會(huì)涉及到工件定位夾具的問題，來自英國(guó)Camtek公司的PEPS軟件解決這一問題的方法非常簡(jiǎn)單、實(shí)用。
PEPS使用了一個(gè)夾具自動(dòng)報(bào)表，首先通過CAD轉(zhuǎn)換接口讀入產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)，并對(duì)碎面與破面等丟失或失真的數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)，然后為加工模型設(shè)置參考位置進(jìn)行固定，確定需要加工的范圍、高度以及夾具材質(zhì)、板厚等參數(shù)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)這些參數(shù)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品截面輪廓線，生成實(shí)體輪廓圖形支撐工件。在確定好夾具相應(yīng)的間距后，這些實(shí)體的夾具會(huì)自動(dòng)生成二維平面圖形，按預(yù)先提供的夾具板材大小，生成自動(dòng)排樣好的圖形文件與NC切割文件，使夾具的制作簡(jiǎn)便、快捷。
但切割鈑金件與加工模具或其它機(jī)加產(chǎn)品不同，由于夾具和被切割的產(chǎn)品都是一些相對(duì)較薄的鈑金件，其強(qiáng)度比較弱，除了一些輔助措施（如在非干涉區(qū)域加定位銷或壓嵌夾）以提高產(chǎn)品的定位精度外，程序的編制也尤為關(guān)鍵。
眾所周知，板件沖壓成型后，根據(jù)產(chǎn)品形狀的不同有著不同程度的回彈，切割順序的不同，在內(nèi)部應(yīng)力的釋放和切割時(shí)的輔助高壓氣體的沖擊下，回彈和變形的程度也有所不同，對(duì)后續(xù)切割產(chǎn)品的定位有著很大的影響。所以切割一般遵循先孔后邊、先小后大、先內(nèi)后外的原則，對(duì)于一些復(fù)雜的產(chǎn)品需做特殊處理的例外。
刀軸矢量的控制一直是五軸加工技術(shù)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在刀軸矢量的控制方面，PEPS五軸編程系統(tǒng)具有較智能化和便捷、靈活的控制模塊，在程序的編制過程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)產(chǎn)品曲面上的三維輪廓自動(dòng)捕捉各節(jié)點(diǎn)的矢量方向，不需編程技術(shù)人員設(shè)置驅(qū)動(dòng)面或驅(qū)動(dòng)線而產(chǎn)生流暢的加工軌跡。對(duì)于一些形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，由于局部曲率有很大的變化，如R附近，切割時(shí)曲率的改變?cè)斐蛇M(jìn)給的減小，使激光的能量在有效的切割長(zhǎng)度內(nèi)集聚堆積而燒傷產(chǎn)品，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，這就需要對(duì)這些區(qū)域的刀軸矢量方向做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之產(chǎn)生理想的刀軌。
同許多大的航空公司和汽車公司目前使用的傳統(tǒng)的復(fù)雜加工軟件相比，PEPS五軸編程系統(tǒng)的連續(xù)五軸加工更加簡(jiǎn)便。其加工對(duì)象的相對(duì)單一和任意點(diǎn)矢量可調(diào)功能的成功開發(fā)，高效、準(zhǔn)確的實(shí)體仿真，使它從煩瑣的加工策略和程序調(diào)試中解脫出來，它的靈活、直觀和易用性使得激光多軸程序的設(shè)計(jì)對(duì)技術(shù)工程師來說更易掌握，同時(shí)也對(duì)該項(xiàng)技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用和推廣創(chuàng)造了有利條件。
雖然激光切割具有速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，激光切割技術(shù)是激光加工應(yīng)用領(lǐng)域的重要部分，是當(dāng)前世界上先進(jìn)的切割工藝之一，但也有一定的局限性，不僅是其昂貴的設(shè)備和相應(yīng)編程軟件制約著它的發(fā)展，其激光器參數(shù)和切割參數(shù)的合理使用也需要進(jìn)一步的研究與探索。
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